引言
食品添加物為食品之製造、加工、調配等過程中,為調味、防腐、著色、漂白等目的加入或接觸食品之物質。衛福部為強化食品業者自主管理責任,公告「應訂定食品安全監測計畫與辦理檢驗之食品業者、最低檢驗週期及其它相關事項」,要求指定規模之37類食品業者訂定監測計畫及強制檢驗,並對於高風檢品項進行優先控管。
食品添加物使用範圍及限量暨規格標準依食品安全衛生管理法第十八條第一項規定訂定,可外加包含防腐劑、殺菌劑、漂白劑、保色劑、著色劑、甜味劑等數十種食品添加物。其中為延緩食品腐敗並保持新鮮,各種零食、甜點、麵包、飲料、麵類、豆類製品及醬料等可添加一定濃度範圍、特定種類之防腐劑;對於食品業者而言,添加防腐劑雖然易於食品之保存,但為求方便往往違規使用(違法添加),其過量添加問題也層出不窮,為食品之主要高風險項目。
應用
依衛福部公告「食品中防腐劑之檢驗方法」,防腐劑檢驗成份可分為酸類防腐劑(苯甲酸、己二烯酸、去水醋酸、水楊酸、對羥苯甲酸)及酯類防腐劑(對羥苯甲酸甲酯、對羥苯甲酸乙酯、對羥苯甲酸異丙酯、對羥苯甲酸丙酯、對羥苯甲酸第二丁酯、對羥苯甲酸異丁酯及對羥苯甲酸丁酯)共12項防腐劑。其中酸類防腐劑之定量極限均為0.02 g/kg;酯類防腐劑之定量極限均為0.005 g/kg。此標劑檢測方法雖然精準,但需採用高單價之液相層析串聯質譜儀進行檢測,一般食品業者無法負擔此設備,只能委託外部檢測公司進行檢測,除無法在第一時間攔截有問題之產品外,由於費用高昂也無法達到批檢。為提供一套有效、即時之食品安全快篩系統,利用表面增強拉曼光譜(SERS)技術可達成此一目的。
圖一、5 ppm苯甲酸之表面增強拉曼光譜
圖二、5 ppm己二烯酸之表面增強拉曼光譜
圖三、5 ppm去水醋酸之表面增強拉曼光譜
根據統計,苯甲酸、己二烯酸及去水醋酸這三種防腐常被檢出其含量過量或違法添加於食品中。圖一至圖三分別為其表面增強拉曼光譜,濃度為5 ppm;其中所使用之拉曼光譜儀型號為RMS1000、量測功率為300 mW、積份時間1s、平均次數為10、採用固相SERS基板。由量測結果得知,苯甲酸、己二烯酸及去水醋酸具各自之強烈特徵峰,可以依這些特徵峰進行防腐劑種類之定性辨別。此外,在食品之防腐劑殘留量檢測方面,可搭配快速淨化之前處理方法,進行快速半定量量測,以達到食品原物料、成品之批次批量檢驗之目的。
檢測設備:RMS1000 -785手持拉曼光譜儀
設備參數
型號 |
RMS1000-785 |
尺寸 |
117mm×78mm×18.5mm |
重量 |
220g |
電源 |
5V/2A |
激發光波長 |
785nm±0.5nm |
激發光功率 |
5~495mW可調 |
雷射功率重複性 |
20 mW@350mW P-P |
雷射器壽命 |
10000hrs |
拉曼光譜範圍 |
200~3400cm-1 |
拉曼光譜解析度 |
12cm-1 |
拉曼頻移示值誤差 |
3cm-1 |
拉曼頻移重複性差 |
1cm-1 |
拉曼瑞利散射截止深度 |
OD6 |
探頭工作距離 |
7.5mm±0.5mm |
拉曼頻移溫度漂移 |
6cm-1@0~40°C |
有效積分時間 |
1mS~15S |
檢出靈敏度 |
SNR³30@單晶矽2階峰 |
動態範圍 |
1300:1@100mS |
信噪比(重複性) |
400:1@100mS |
功耗 |
~3.5W(typical) |
通訊介面 |
Micro-USB、TTL |
支援系統 |
Windows、Android、Linux |
光譜採集軟體 |
"UspctraLite(Andorid) |
二次開發SDK |
UspectralPLUS(Windows)" |
雲端資料管理系統 |
YES |